Sản xuất Xút - Clor

Chia sẻ: Thach Sau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:55

Thêm vào BST

Báo xấu

505
lượt xem 259
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sơ lược về công nghiệp sản xuất xút - clor - các phương pháp sản xuất - phương pháp catod rắn - phương pháp catod thủy ngân - so sánh các phương pháp qua đó các bạn có thể điều chế những hóa chất một cách dễ dàng nhờ những phản ứng hóa học bằng những nguyên liệu từ thực tế.

Chủ đề:

Bình luận(1) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sản xuất Xút - Clor

Chöông 2 SAÛN XUAÁT XUÙT - CLOR II.1 Sô löôïc veà coâng nghieäp s/x xuùt - clor II.2 Caùc phöông phaùp saûn xuaát II.3 Phöông phaùp catod raén II.4 Phöông phaùp catod thuûy ngaân II.5 So saùnh caùc pp 1
II.1 Sô löôïc veà coâng nghieäp xuùt - clor Moät trong nhöõng ngaønh CN coù quy moâ vaø coâng suaát lôùn nhaát Myõ: tieâu thuï 2% saûn löôïng ñieän Tyû leä NaOH:Cl = 1:1 (NaOH deã baûo quaûn, Cl khoù ) ⇒ Giaù saûn phaåm ⇒ Möùc ñoä s/x xuùt-clo phaûn aùnh nhu caàu veà clo 2
Despite the problems associated with chlorine and its declines in traditional markets, industry analysts anticipated overall demand to grow and prices to increase as much as 15 percent by 2002. Vinyl exports and PVC use in new construction and in remodeling were expected to make up for the declines in other areas. 3
ECU-ñôn vò ñieän hoùa, $/taán = $/(1,1 taán NaOH + 1 taán Cl2) 4
5
Clor NaOH 6
7
8
9
10
11
II.2 Caùc phöông phaùp saûn xuaát A. PP hoùa hoïc 1) NaOH: hieän chæ chieám 5% Pp söõa voâi: Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2 NaOH + CaCO3 Nhöôïc : sp thöøa CaCO3 ; xuùt loaõng (120 g/l) Pp ferit: Na2CO3 + Fe2O3 → Na2O. Fe2O3 + CO2 1000oC Na2O. Fe2O3 + H2O → 2 NaOH + Fe2O3 Öu : khoâng coù sp thöøa, xuùt ñaëc (370 g/l) 12
A. PP hoùa hoïc 2) S/x clor Pp Veldon (1785): MnO2 + 4 HCl (ññ) → Cl2 ↑ + MnCl2 + 2 H2O - cho söõa voâi dö, thoåi O2 : MnCl2 + Ca(OH)2 = Mn(OH)2 + CaCl2 2 Mn(OH)2 + Ca(OH)2 + O2 = CaO.2MnO2 + 3 H2O - CaO.2MnO2 tuaàn hoaøn trong chu trình s/x: CaO.2MnO2 + 10 HCl = CaCl2 + MnCl2 + 5 H2O + 2 Cl2 ↑ Pp Dikon : 2 CuCl2 → Cl2 ↑ + Cu2Cl2 - oxy hoùa: Cu2Cl2 + O2 → CuOCuCl2 CuOCuCl2 + HCl → 2 CuCl2 + H2O 13
B. Pp Ñieän hoùa Cuoái theá kyû 19 (1890; M 1893) Ñieän phaân dd NaCl 2 NaCl + H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH Öu : Khoâng coù saûn phaåm thöøa Caân baèng s/x: laøm sao tieâu thuï heát saûn phaåm 2 pp chính: Catod raén: - Maøng ngaên - Maøng choïn loïc ion Catod thuûy ngaân : khoâng caàn maøng ngaên 14
15
B. Pp Ñieän hoùa - Tinh cheá nguyeân lieäu dd NaCl baõo hoøa Loaïi boû taïp chaát: Ca2+ (< 0,005 g/l) : Ca2+ + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2 Na+ Mg2+ (< 0,001 g/l) : Mg2+ + NaOH → Mg(OH)2 ↓ + 2 Na+ SO42- (< 4 g/l) : SO42- + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2 Cl- … Thöôøng cho dö NaOH vaø Na2CO3 ñeå keát tuûa hoaøn toaøn; trung hoøa laïi baèng HCl, loïc → nöôùc muoái trong → ñieän phaân. 16
II.3 Phöông phaùp catod raén iCl Cl O A. Caùc quaù trình ñieän cöïc A1. Phaûn öùng anod iO EO Ecl ϕ 17
II.3 Phöông phaùp catod raén A. Caùc quaù trình ñieän cöïc A1. Phaûn öùng anod Pöù mong muoán: 2 Cl– - 2 ē → Cl2 EoCl = 1,33 V Pöù phuï : 4 OH− − 4ē → O2 + 2 H2O EoO = 0,826 V * Choïn vaät lieäu anod coù ηCl < ηO sao cho : Ecl + ηCl < EO + ηO * Quaù theá taêng theo maät ñoä doøng: iCl(2) Cl O i nh ηCl > ηO ôû i lôùn ηCl < ηO iO(2) iO(1) ϕ2 ia = 1000 A/m2 : iO = 0,4% i EO Ecl ϕ iCl(1) ϕ1
Dung dòch anolit: pH ~ 4: Traùnh pöù thuûy phaân clor: Cl2 + H2O ⇔ HClO + HCl HClO ⇔ H+ ClO– Pöù thoaùt khí O2 : O2 + H2O + 4 ē ⇔ 4 OH– (Eo = 0,4 V) 0,059 a H 2O . pO2 EO = 0,401 + lg 4 2 4 aOH − Giaû thieát aH2O = 1; po2 = 1: Trong khi ECl2 khoâng pH = 14 EO2 = 0,4 V phuï thuoäc vaøo pH pH = 4 EO2 = 0,99 V 19
A2. Phaûn öùng catod 3 khaû naêng: a) 2 H+ + 2 ē → H2 EpH7 = - 0,413 V b) Na+ + ē → Na EoNa = - 2,71 V Ñeå (b) coù theå caïnh tranh vôùi (a) caàn coù [Na+] > 1022 M ?! → Pöù (b) Khoâng theå xaûy ra trong moâi tröôøng nöôùc ! c) H2O + 2 ē → H2 + 2 OH- EpH7 = - 0,415 V EpH14 = - 0,828 V Neáu anolit pH 4 vaø catolit pH 14: U = - 0,828 – 1,33 = - 2,16 20